粉尘传感器原理粉尘传感器的工作原理及安装指南

发布时间：2024-11-24 09:11:51

粉尘传感器的工作原理及安装指南

大家好，我是【广州工控传感★科技】传感器事业部，张工。

粉尘传感器检测原理：粉尘浓度传感器的检测基本上是基于光散射机理进行的，粒子和分子在光的照射下会具有光散射特性，同时，粒子也吸收部分直射光的能量，当一束平行单色光入射到被测粒子场时，会受到粒子周围的散射和接管的影响，光强会有所衰减。这样就可以得到入射光通过待测浓度场的相对衰减率，相对衰减率基本可以反映试验场地粉尘的相对浓度，光强的大小与光电转换所转换的电信号的强度成正比。

通过测量电信号，可以得到相对衰减率，进而可以测量出被测现场的粉尘浓度，灰尘传感器旨在检测空气中的游离灰尘颗粒，红外发光二极管和光电晶体管放置在外对角上，它们的光轴相交，当含尘气流通过相交区域时，灰尘会反射红外光。反射光强度与粉尘浓度成正比，光电晶体管可以检测区域内灰尘的反射光，甚至可以检测到非常小的颗粒，例如烟草烟雾。光强，输入信号，根据输入信号的光强确定粉尘浓度，通过输入两个不同的脉宽调制信号来识别不同粉尘颗粒的浓度。

粉尘传感器安装指南：1、在空气净化设备上安装粉尘传感器，必须垂直安装。

2、净化器的风道产生的空气运动不会影响传感器的位置，建议将灰尘传感器安装在前面板上。

3、灰尘传感器可以检测灰尘等水蒸气，请不要将灰尘传感器安装在浴室或空气加湿器等有蒸气的地方附近。

4、粉尘传感器采用红外LED和可见光接收光电传感器，光学检测区域的光辐射会导致灰尘传感器发生故障，请用海绵盖住灰尘传感器中间的三角形孔，以防止外部光线进入传感器的镜头。

5、请不要盖住灰尘上下部分的气流测量孔，注意不要损坏和触摸传感器的外部。

6、加热电阻装置在粉尘传感器内部形成空气对流，受热气流由下向上流动，灰尘传感器的垂直布置对进入光学区域的气流的方向和速度很重要。气流方向和速度会影响粉尘传感器信号的输入请确保垂直位置为±5°，红外传感器应用领域：空调、空气净化器、车载净化设备、便携式探测器、新风系统、智能探测器等。

粉尘传感器检测方法：

Beta射线法：将pm2.5网络放在滤纸上，然后照射一束贝塔射线，当光线穿过粒子时，它们会被衰减。衰减程度与粒子的成分成正比，根据射线的衰减，可以计算出pm2.5的分量。β射线接收原理：当原子核经历β衰变时，释放出β粒子，Beta粒子实际上是一种快速带电粒子，具有很强的穿透能力，当它通过一定厚度的接收材料时，其强度随接收层厚度的增加而逐渐减弱的现象称为β接收。

微量振荡天平法：有粗端和细端的中空玻璃管，粗端固定，细端装有滤芯，大气由粗端向细端进入，PM2.5滞留在滤芯上。在电场的作用下，细长头以一定的频率振荡，该频率与细长头分量的平方根成反比，因此，根据振荡频率的变化，可以计算出网络的PM2.5分量。摆动天平法是根据航空航天技术中带锥形元件的微摆动天平原理发展起来的，通过改变测量系统的频率可以测量相应时间的颗粒物浓度。

粉尘传感器：PM25传感器介绍

PM是particulate matter的英文缩写，PM2．5又称细粒、细颗粒物。它能悬浮在空气中，浓度越高就表示空气质量越差。

PM2.5危害

人体呼吸时，直径在10μm以上的颗粒大部分通过撞击沉积在鼻咽部，而10μm以下的粉尘可进入呼吸道的深部。而在肺泡内沉积的粉尘大部分是2.5μm以下的细颗粒物（PM2.5）。

PM2.5细颗粒物直径小，在大气中悬浮的时间长，传播扩散的距离远，且通常含有有毒有害的物质，因而对人体健康影响更大。PM2.5可进入肺部、血液，如果带有病菌会对人体有更大的危害，包括对我们的呼吸道系统、心血管系统、甚至生殖系统。

PM2.5传感器的工作原理

PM2.5传感器也叫粉尘传感器、颗粒物传感器，可以用来检测空气中的PM2.5浓度。目前市场主流的pm2.5传感器是根据光的散射原理来开发的。

颗粒物在光的照射下会产生光的散射现象，当一束平行光入射到被测颗粒物时，颗粒物会把光进行散射。旁边的光敏元件会把散射光的光信号转换成电信号，电信号经过放大处理，被MCU计算成颗粒物浓度值并输出。

这个过程就像在黑夜里打开一个手电筒，我们在手电筒的光柱里发现了很多漂浮的颗粒物，然后我们的大脑根据光柱里颗粒物的多少来判断当前颗粒物浓度的高或低，最后通过口述告诉其他人浓度的高或低。

手电筒光束示意

在这个过程中，手电筒就扮演了传感器中的发光元件，人眼就扮演了传感器中的光敏元件，大脑就扮演了信号处理和MCU计算单元，“口述”扮演了传感器的输出单元。

两种粉尘传感器的主要区别

红外粉尘传感器所用的发光元件主要是红外发光LED ，所发出的光是红外光，光柱比较粗，对浓度测量不够精准。另外红外粉尘传感器中一般是用加热电阻加热空气让空气流动的，LED和加热电阻这两种元件成本较低且耐用，所以红外粉尘传感器售价比较低。相应的测量精度也不高，适合低端应用，不过红外粉尘传感器寿命相对较长。

红外粉尘传感器原理示意图

激光粉尘传感器所用的发光元件主要是激光LED ，所发出的光一般是红光，光柱比较细，对浓度测量更精确。激光粉尘传感器中一般是用微型风扇让空气产生流动的，为了让气流稳定，还要对风扇的转速进行控制。同时对风扇的运行噪音要求也比较高。相对于红外粉尘传感器中的LED和加热电阻，这两种元器件要昂贵的多，当然激光粉尘传感器的精度和售价也更高。